一、系統(tǒng)總體架構
1．系統(tǒng)總體架構。鋼鐵企業(yè)是流程型企業(yè)，鋼鐵生產是物理變化和化學變化混合的過程，其工藝復雜、生產條件嚴格，并且由多廠聯(lián)合生產，生產設備多、自動化程度高，擁有大量的自動化設備。鋼鐵企業(yè)的這些特點決定了鋼鐵企業(yè)信息化具有其自身的特點，不僅要進行業(yè)務層的系統(tǒng)建設，還要考慮底層設備的控制和生產的管理。安鋼信息化系統(tǒng)由以下4級架構組成：企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、各鋼軋廠MES系統(tǒng)、生產過程控制系統(tǒng)、基礎自動化控制系統(tǒng)。
2．ERP(企業(yè)資源管理系統(tǒng))。安鋼ERP系統(tǒng)引進了SAP(System Aplications and Products in Data Procssing)系統(tǒng)和商業(yè)集成化ERP套裝軟件，并采用了鋼鐵行業(yè)的通用解決方案，實施了模塊涉及銷售管理(SD)、生產管理(PP)、質量管理(QM)、物料管理(MM)、財務管理(FI)、成本控制(CO)和商務智能(BI)等。ERP面向公司層面的管理活動，關注企業(yè)的整體資源平衡和戰(zhàn)略計劃，屬于宏觀層面的內容，但實時性相對較低。銷售、采購、財務、運輸?shù)葮I(yè)務實行一體化集中管理是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，ERP就是公司執(zhí)行的這些業(yè)務的統(tǒng)一平臺，承擔著銷售管理和財務管理、成本管理、運輸管理、發(fā)貨管理等功能。
3．MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))。MES面向具體的生產單元(或區(qū)域)，根據公司ERP下達的生產訂單編制各個工序作業(yè)計劃并組織生產，它關注現(xiàn)場的實際生產作業(yè)和各種實物精細的狀態(tài)，并對生產線進行動態(tài)地跟蹤，及時響應生產過程中發(fā)生的各種異�；顒樱虼怂膶崟rl生非常高。MES是生產線執(zhí)行生產以及現(xiàn)場操作的平臺，承擔著生產線的規(guī)范管理、質量控制、具體生產組織、合同跟蹤、質量判定、質保書管理、物料跟蹤和發(fā)貨作業(yè)等功能。
3．計質量系統(tǒng)。計質量物流模塊信息系統(tǒng)涵蓋的領域十分寬廣，包括物流(進廠物流、出廠物流、燒結物流、焦化物流、煉鐵物流、煉鋼物流、軋鋼物流)、生產管理(鐵前生產、煉鋼生產、軋鋼生產)、庫存(原料庫存、中間產品庫存、成品庫存)、檢化驗(原料檢化驗、各分廠過程檢驗)、儲運運輸(進廠運輸、廠內運輸、廠運輸、汽車運輸、火車運輸)、儲計質量設備(汽車衡、軌道衡、皮帶秤、鋼材秤)等方方面面，包含了安鋼供、產、銷的各個環(huán)節(jié)。
二、系統(tǒng)功能的劃分
1．ERP與MES的分工。ERP面向公司層面的管理活動，關注企業(yè)的整體資源平衡、戰(zhàn)略規(guī)劃和財務信息管理，屬于宏觀層面的范疇，實時性相對較低。MES針對各個生產廠，更關注于生產現(xiàn)場資源，即設備、工藝和物料等方面。相對于整個企業(yè)來說，MES只提供了1個局部的信息。ERP的核心管理思想就是對整個供應鏈進行管理，主要體現(xiàn)在精益生產、敏捷制造、事先計劃與事中控制，它強調計劃(銷售計劃、生產計劃、采購計劃等)的協(xié)調和控制。MES主要進行管理生產的執(zhí)行，包括生產質量控制、生產作業(yè)調度、生產實績反饋等內容�；趯ιa現(xiàn)場管控的需要，MES的管理更加細致。在ERP生產的長期計劃指導下，MES根據底層控制系統(tǒng)采集的生產實時數(shù)據，進行短期生產作業(yè)的計劃調度、監(jiān)控、資源配置和生產過程的優(yōu)化等工作。
2．系統(tǒng)功能劃分。ERP與MES本著一體化系統(tǒng)的設計原則進行劃分，應保證系統(tǒng)業(yè)務的邏輯清晰，盡量減少數(shù)據傳輸量，避免1個業(yè)務的數(shù)據邏輯在SAP和MES之間多次來回傳輸，減少SAP的計算量，在保證業(yè)務順暢、部門和崗位職責清晰、且能有效生成管理和分析報表數(shù)據的基礎上，進行ERP與MES的功能劃分。
三、系統(tǒng)集成方案
1．整體集成方案。安鋼信息化系統(tǒng)構成主要包括SAPECC6．0、各鋼軋廠的MES和計質量系統(tǒng)。MES與各生產線的PCS／DCS之間相互通訊。各個MES之間也在傳遞數(shù)據，如煉軋中板MES向1780 MES傳遞要料計劃，計質量系統(tǒng)負責接收MES的檢驗委托和檢驗計劃，并將檢驗結果返回相應的MES。計質量系統(tǒng)向MES發(fā)送鐵水和原輔料的質量信息，同時接收MES發(fā)送的計量委托。MES向PCS／DCS下達生產作業(yè)計劃并接收生產實績數(shù)據。計質量系統(tǒng)從PCS／DCS接收生產實績數(shù)據。安鋼信息化系統(tǒng)整體集成關系如圖1所示。
圖1 安鋼信息化系統(tǒng)整體集成關系
2．ERP與MES的集成。根據產銷一體化的思想，ERP從接收銷售訂單開始，根據合同要求和圖像標準進行設計。然后制訂工序計劃，生成作業(yè)指示，并在調度系統(tǒng)確認后將其傳給作業(yè)管理系統(tǒng)。作業(yè)管理系統(tǒng)將其下發(fā)PCS(過程控制系統(tǒng))，PCS根據作業(yè)指示進行生產，并將作業(yè)實績返回作業(yè)管理系統(tǒng)(包含質量實績和消耗實績)。作業(yè)管理系統(tǒng)根據作業(yè)實績進行質量管理和進程管理，作業(yè)完畢后進行人庫管理。最后由生產廠根據銷售發(fā)貨計劃，進行成品發(fā)貨出廠。系統(tǒng)主要業(yè)務流和數(shù)據流集成如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)主要業(yè)務流和數(shù)據流集成
3．ERP與計質量系統(tǒng)的集成。計質量系統(tǒng)根據采購訂單進行原、輔料的入廠收貨，并將產生的計量和檢驗數(shù)據上傳ERP進行采購結算。計質量系統(tǒng)根據下達的生產訂單進行各生產單元的生產，將生產數(shù)據和物料調撥數(shù)據上傳ERP進行成本核算。計質量系統(tǒng)從接收交貨單開始，經過倉儲揀配，最后由發(fā)貨單位員工將發(fā)貨信息和銷售過賬信息上傳ERP。計質量購進廠的業(yè)務流和數(shù)據流如圖3所示。
圖3 計質量采購進廠的業(yè)務流和數(shù)據流
4．系統(tǒng)通訊技術的集成。ERP與MES間的通訊采用xI作為集成通訊平臺，MES與xI之間采用Web Service協(xié)議，通過SOAP message進行通訊。xI與SAP之間采用xI協(xié)議，通過ABAP Proxy進行通訊。MES和計質量系統(tǒng)之間采用WebService進行通訊。MES與PCS之間的通訊采用TCP／IP Socket協(xié)議。
三、系統(tǒng)集成產生的問題與解決方案
1．ERP成本核算方式對生產的影響。目前，在采用SAP作為平臺實施ERP的鋼鐵企業(yè)中，對于主要產品成本的核算均采用基于生產訂單的成本核算。生產訂單是產品成本核算的載體，因此對于生產訂單的收貨和發(fā)料信息的處理，將決定計算出來的產品成本能否滿足管理的要求。鋼鐵企業(yè)鐵前的產品品種單一，不需要進行嚴格的質量判定處理，但生產中的帶出品比較多；鋼后產品品種復雜多樣，對產品的質量管理要求很高�；谏鲜鎏攸c，鐵前產品采用多版本混合成本的核算方式，生產訂單主要針對不同的產品采用了多版本生產訂單。生產訂單的收貨與發(fā)貨只需滿足在會計期間(按月組織核算成本)內，對帶出品的處理采用聯(lián)產品或者副產品的處理方式。但對于鋼后，MES根據ERP下達的生產訂單組織生產，鋼軋產品下線后需要根據其物理性能、化學成分和表面質量狀況進行質量判定，因為鋼軋產品的生產周期較短，因此鋼鐵企業(yè)的ERP大都沒有采用在制品的核算方案，通常采用2步移動的方式來處理，即先按原物料確認收貨，如有改變則改判后調撥人銷售庫房，否則直接調撥入銷售庫房。
2．物流信息的實時性。物流信息是信息化系統(tǒng)的基礎，物流信息除了要滿足財務成本核算和生產的需求外，還要盡可能保證生產物流與系統(tǒng)信息的同步，盡可能保證系統(tǒng)實時庫存的準確。鋼鐵企業(yè)的很多大宗原燃料是含水物料，含水物料在ERP中一般按干基進行收發(fā)存管理，而大宗原燃料的現(xiàn)場庫存管理和出入庫計量都是按濕基進行管理，濕基的含水量很難在短時間內測出。因此，為了能夠實時地更新ERP庫存，需要對濕基量進行系統(tǒng)庫存評估。
3．系統(tǒng)產量的問題。在鋼鐵企業(yè)生產經營活動中，涉及對各單位的效益評價以及公司各項經濟技術指標的持續(xù)優(yōu)化，產量指標的計算和應用是其中一項重要的基礎管理指標。ERP產量可分為訂單產量和報工確認量。訂單產量的統(tǒng)計以生產訂單的收貨量為基礎，根據合格品的計產原則進行統(tǒng)計；報工確認量是按照產出的計產原貝 來進行統(tǒng)計。在確定系統(tǒng)計產原則時應充分明確兩者之間的關系，最理想的方案是能夠將兩者的統(tǒng)計結果統(tǒng)一起來。報工確認量真實地反映了當期投入和產出的實際情況，可作為公司成本核算和技術經濟指標計算的重點依據；訂單產量符合合格品計產原則，可作為質量分析和行業(yè)報表的統(tǒng)計依據。
安鋼信息化系統(tǒng)項目在建設過程中吸收了大量先進的管理理念，同時，緊密結合安鋼的實際情況，突出實用效果，實現(xiàn)了“集中管理、協(xié)同作業(yè)、產銷一體、管控銜接、三流同步’’的管理模式。隨著系統(tǒng)的投入運行，安鋼又逐步規(guī)范了生產管理方式，建立了面向流程的集成化管理運行機制，并且制定了“一級核算、集中管理、分層控制”的財務管理模式。
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本文標題：安鋼信息化系統(tǒng)的研究與集成
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